电工项目基础 24

项目22Z3040型摇臂钻床的电气控制电路的故障处理主讲：《维修电工考级项目训练教程》（第三版）电机安装维修变压器测试低压电器电力拖动项目22Z3040型摇臂钻床的电气控制电路的故障处理04Z3040型摇臂钻床电气控制电路常见故障分析及排除

01摇臂钻床的主要结构及控制要求0273040型摇臂钻床电气控制电路分析0373040型摇臂钻床电气控制电路常见故障分析项目描述Z3040型摇臂钻床的摇臂松开→升降→夹紧功能，是由电气一液压一机械装置来实现的，因此，其电气控制电路结构较为复杂，排除处理故障的难度也较大。应会识读Z3040型摇臂钻床电路图，并能排除电路的常见故障。学习目标1.了解Z3040型摇臂钻床的主要结构和工作过程。2.熟悉Z3040型摇臂钻床电气原理电路的组成及动作原理。3.学习处理排除Z3040型摇臂钻床电气控制电路的常见故障。Z3040型摇臂钻床的电气控制电路一、摇臂钻床的主要结构及控制要求1.摇臂钻床的主要结构和运动形式钻床是一种专门进行孔加工的机床，主要用于钻孔，还可以进行扩孔、铰孔和攻丝等。钻床有台式钻床、立式钻床、卧式钻床、深孔钻床和多轴钻床等多种类型，摇臂钻床是立式钻床中的一种，可用于加工大中型工件。Z3040型摇臂钻床的摇臂松开→升降→夹紧功能，是由电气一液压一机械装置来实现的，因此其电气控制电路有一定的特点。摇臂钻床的结构示意图如图10-4所示，其主要结构包括底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台。加工时，工件可装在工作台上，如工件体积较大，也可直接装在底座上；钻头装在主轴上并由主轴驱动旋转，要求主轴有较宽的调速范围。主轴箱装在摇臂上，可沿摇臂的水平导轨做径向移动；摇臂的一端为套筒，套在外立柱上，由摇臂升降电动机驱动沿外立柱上下移动；而外立柱则套在内立柱上，可绕内立柱作360°回转。因此，摇臂钻床钻头的位置很容易在三维空间的各个方向上进行调整，以方便加工各种大中型工件。由此可见，摇臂钻床的主运动是主轴的旋转运动；进给运动为主轴的纵向（垂直）进给运动；辅助运动包括：主轴箱沿摇臂导轨的径向移动；摇臂沿外立柱的垂直移动；摇臂和外立柱一起绕内立柱的回转运动。2.摇臂钻床的电力拖动形式和控制要求（1）摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动，所以由一台主轴电动机拖动，由机械传动机构实现主轴的旋转和进给。主轴的变速和反转均由机械方法实现，所以主轴电动机不需要反转和调速，也没有降压启动的要求。（2）摇臂（包括装在摇臂上的主轴箱）沿外立柱上下移动，是由一台摇臂升降电动机驱动丝杆正反转来实现的，摇臂升降电动机直接启动但要求能够正反转。（3）当加工位置调整好后，在进行钻孔加工时，需要把主轴箱夹紧在摇臂上，摇臂夹紧在外立柱上。主轴、摇臂和立柱的松紧，是由液压系统实现的，因此还需要一台液压泵电动机拖动液压泵。与摇臂升降电动机一样，液压泵电动机直接启动也要求能够正反转。（4）由一台冷却泵电动机提供冷却液。（5）各部分电路及电路之间需要有常规的电气保护和联锁环节。

二、Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析（图10-5）

二、Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析（图10-5）1.主电路三相电源由QS1引入，由FU1作全电路的短路保护。M1为主轴电动机，由KM1控制，根据前述的电力拖动要求，M1直接启动，单向旋转。M2和M3分别为摇臂升降电动机和液压泵电动机，分别由KM2和KM3、KM4和KM5控制正反转。M4为冷却泵电动机，直接由转换开关QS2控制。M1和M3分别由热继电器FR1、FR2作过载保护，M2是短时工作制，M4则由于容量较小，所以均不需要过载保护。

2.控制电路Z3040型摇臂钻床电路M1、M4的控制比较简单，读者完全可以自行分析，下面主要介绍M2、M3和电磁铁线圈（电磁阀）YV的控制原理。（1）摇臂升降的控制Z3040型摇臂钻床摇臂的升降不仅需摇臂升降电动机M2作动力，而且还需液压泵电动机M3拖动液压泵，使液压夹紧系统协调配合才能实现。现分析如下：①摇臂上升按下并压住点动按钮SB3（1-5），时间继电器KT线圈得电，其动合瞬动触点KT（13-14）闭合，接触器线圈KM4得电，其主触点KM4闭合，液压泵电动机M3正转，供给压力油，随后时间继电器延时闭合触点KT（1-17）闭合，电磁阀YV得电，压力油进入摇臂的“松开油腔”，摇臂开始松开。当摇臂松开后，自动压下位置开关SQ2，其动断触点SQ2（6-13）断开，动合触点SQ2（6-8）闭合，前者使接触器线圈KM4失电，液压泵电动机M3停转，液压泵停止供油。后者使接触器线圈KM2得电，摇臂升降电动机M2正转，带动摇臂上升。若此时摇臂没有松开，则动合触点SQ2（6-8）不闭合，接触器线圈KM2不能得电，摇臂不能上升。当摇臂上升到所需位置时，松开点动按钮SB3（1-5），接触器KM2和时间继电器KT线圈失电，其主触点和动合触点断开，摇臂升降电动机M2停转，摇臂停止上升。时间继电器KT线圈失电后，断电延时闭合触点KT（17-18）延时1~3s后闭合，接触器线圈KM5得电，液压泵电动机M3反转，此时，触点KT（1-17）虽已断开，但由于SQ3（1-17）已闭合，所以电磁阀YV仍得电，压力油进入摇臂的“夹紧油腔”，摇臂开始夹紧。当摇臂夹紧后，位置开关SQ2复位，而位置开关SQ3动作，其动断触点SQ3（1-17）断开，使接触器线圈KM5失电，液压泵电动机M3停转，完成摇臂松开→上升→夹紧整个动作过程。（2）主轴箱和立柱松开和夹紧的控制主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，其控制电路是正反转点动控制电路。利用主轴箱和立柱松开和夹紧，还可以检查电源相序的正确与否，以确保摇臂升降电动机M2的正反转接线正确。①主轴箱和立柱的松开。按下松开按钮SB5，接触器线圈KM4得电，液压泵电动机M3正转，拖动液压泵，液压油进入主轴箱和立柱的“松开油腔”，推动活塞使主轴箱和立柱松开。此时位置开关SQ4不受压，动断触点SQ4闭合，指示灯HL1亮，表示松开。②摇臂下降按下降点动按钮SB4，时间继电器KT线圈得电，其动作原理与摇臂上升基本相同。②主轴箱和立柱的夹紧摇臂到达需要位置后，按下夹紧按钮SB6，接触器线圈KM5得电，液压泵电动机M3反转，拖动液压泵，液压油进入主轴箱和立柱的“夹紧油腔”，推动活塞使主轴箱和立柱夹紧。同时位置开关SQ4受压，动合触点SQ4闭合，指示灯HL2亮，表示夹紧。摇臂升降的限位保护由位置开关SQ1实现，SQ1有两对动断触点：SQ1-1（5-6）实现上限位保护，SQ1-2（7-6）实现下限位保护。

3.辅助电路包括照明和信号指示电路。照明电路的工作电压为安全电压36V，信号指示灯的工作为6V，均由控制变压器TC提供。4.电路保护环节（1）两台正反转电动机（M2和M3）防止电源短路的接触器触点互锁保护。（2）摇臂松开一升降一夹紧整个动作过程的限位联锁保护，由位置开关SQ2、SQ3完成。（3）摇臂升降的限位保护由位置开关SQ1完成。

（4）电动机M1和M3的过载保护，由热继电器FR1、FR2完成。（5）失压（欠压）保护，由接触

器完成。

三、Z3040型摇臂钻床电气控制电路常见故障分析1.主轴电动机无法启动（1）电源总开关QS1接触不良或熔断器FU1熔断。（2）启动按钮SB1或停止按钮SB2接触不良。（3）接触器KM1线圈断线或触点接触不良。（4）热继电器FR1的发热元件烧断或动断触点断开。（5）主轴电动机本身损坏。2.摇臂不能升降（1）位置开关SQ2的位置移动，使摇臂松开后没有压下SQ2。（2）电动机的电源相序接反，导致开关SQ2无法压下。（3）控制按钮SB3或SB4接触不良。（4）液压系统出现故障，使摇臂不能完全松开。（5）接触器KM2或KM3的线圈断线或触点接触不良。3.摇臂升降后不能夹紧（1）位置开关SQ3的安装位置不当，需进行调整。（2）位置开关SQ3发生松动而过早地动作，液压泵电动机M3在摇臂还未充分夹紧时就停止了旋转。4.液压系统的故障有时电气控制系统工作正常，而电磁阀芯卡住或油路堵塞，造成液压系统控制失灵，也会造成摇臂无法移动，因此往往需机电相互配合共同排除故障。器材、工具、材料Z3040型摇臂钻床的电气控制电路实物或Z3040型摇臂钻床实训柜一台。实训操作Z3040型摇臂钻床电气控制电路常见故障分析及排除1.训练步骤（1）参观Z3040型摇臂钻床，了解电器设备布置，钻床操作情况。（2）学生观摩指导教师在Z3040型摇臂钻床电气控制电路中人为设置一个故障点，指导教师示范查找，判断故障范围、查找故障点、排除故障、通电试车。边讲解边操作。（3）学生预先知道1个故障点，学习如何从观察现象着手，分析电路，查找故障点。（4）在学生熟悉1个故障点检修的基础上，设置2个故障点。（5）查找故障、排除故障，通电试车。2.学生实训操作人为设置以下故障，由学生排除：（1）接触器KM1主触点一相接触不良（未接触）；接触器KM1线圈断线。（2）接触器KM2或KM3主触点一